光学玻璃、光学元件以及预成型坯的制作方法

专利名称：光学玻璃、光学元件以及预成型坯的制作方法
技术领域：
本发明涉及光学玻璃、光学元件以及预成型坯。
背景技术：
光学设备的透镜系统通常通过组合具有不同光学性质的多个玻璃透镜而设计。近年来，光学设备的透镜系统所要求的特性呈现多祥化，为了进一步拓展其设计的自由度，正在开发具备以往未受到瞩目的光学特性的光学玻璃。其中，具有特征性的反常色散性(Δ Θ g, F)的光学玻璃由于对像差的颜色校正(color correction)起到显著的效果而受到瞩目。例如专利文献I 3中提出了ー种光学玻璃，其除了以往所必须的高折射率和低色散性以及加工性优异这样的性质以外，还具有高反常色散性；作为该光学玻璃例如作为阳离子成分包含P5+、Al3+、碱土金属离子等，作为阴离子成分包含F_和02_。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开2007-55883号公报专利文献2 日本特开2008-137877号公报专利文献3 :国际公开第2008/111439号小册子

发明内容
发明要解决的课题然而，专利文献I 3所记载的那样的以往的光学玻璃，其加工性不良。換言之，期望开发出可維持高反常色散性，且具备加工性的光学玻璃。本发明的目的在于解决这样的课题。即本发明的目的在于，提供ー种光学玻璃、光学元件以及预成型坯，其反常色散性高，从而可高精度地补偿玻璃透镜的色像差，进而磨耗度比以往的玻璃低、易于进行研磨加ェ。用于解决问题的方案本发明人等为了解决上述课题而进行了深入研究，从而完成本发明。本发明为以下的⑴ (8)。(I) ー种光学玻璃，其中，作为阳离子成分含有P、A1以及Zn，还含有碱土金属中的至少ー种，作为阴离子成分含有O和F，其磨耗度为440以下。(2)根据上述(I)所述的光学玻璃，其折射率(nd)为I. 40 I. 60，阿贝数(vd)为70 90。(3)根据上述(I)或(2)所述的光学玻璃，其中，以阳离子％ (摩尔％)表示，P5+的含有率为20 50 %、Al3+的含有率为8 30 %、、
Mg2+的含有率为2 25 %、Ca2+的含有率为5 30 %、Sr2+的含有率为5 30 %、Ba2+的含有率为O 20 %、Zn2+的含有率为O. 5 15%。(4)根据上述⑴ (3)中任一项所述的光学玻璃，其中，F_的含有率以阴离子％(摩尔％ )表示为41 80%。(5) ー种光学元件，其由上述(I) (4)中任一项所述的光学玻璃形成。(6) ー种研磨加工用和/或精密压制成型用的预成型坯，其由上述(I) (4)中任 一项所述的光学玻璃形成。(7) ー种光学元件，其通过将上述(6)所述的预成型坯研磨而成。(8) ー种光学元件，其通过将上述(6)所述的预成型坯精密压制而成。发明的效果根据本发明，可提供ー种光学玻璃、光学元件以及预成型坯，其反常色散性高，从而可高精度地补偿玻璃透镜的色像差，进而磨耗度比以往的玻璃低、易于进行研磨加工。


图I是在以部分色散比(Θ g，F)为纵轴、以阿贝数(vd)为横轴的直角坐标中表示的基准线的图。
具体实施例方式对本发明进行说明。本发明为ー种光学玻璃，其中，作为阳离子成分含有P、Al以及Zn，还含有碱土金属中的至少ー种，作为阴离子成分含有O和F，其磨耗度为440以下。以下也将这样的光学玻璃称为“本发明的光学玻璃”。<玻璃成分>对构成本发明的光学玻璃的各成分进行说明。本说明书中，只要没有特别声明，各成分的含有率全部以基于摩尔比的阳离子％或者阴离子％表示。此处，“阳离子以及“阴离子为如下组成将本发明的光学玻璃的玻璃构成成分分离为阳离子成分和阴离子成分，以合计比例作为100摩尔％来分别表示玻璃中含有的各成分。予以说明，为方便起见，各成分的离子价使用代表值，不与其他的离子价进行区分。光学玻璃中存在的各成分的离子价可能为代表值以外的离子价。例如P通常以离子价为5的状态存在于玻璃中，因而在本说明书中表示为“P5+”，但也可能以其他离子价的状态存在。像这样，严格的说，各成分也以其他离子价的状态存在，但在本说明书中，将各成分视为以代表值的离子价存在于光学玻璃中。[关于阳离子成分]〈P5+〉本发明的光学玻璃包含P5+。P5+为玻璃形成成分，具有抑制玻璃的失透、提高折射率的性质。由于这样的性质强，因而P5+的含有率优选为20. O 50.0%。另外，更优选为24. 0%以上，进ー步优选为26. 0%以上。另外，更优选为40. 0%以下，进ー步优选为35. 0%以下，再进ー步优选为32.0%以下，再进ー步优选为30.0%以下。可以使用例如Al (PO3) 3、Ca (PO3) 2、Ba (PO3) 2、Zn (PO3) 2、BP04、H3PO4 等作为原料而使P5+含于玻璃内。〈Al3+〉本发明的光学玻璃包含Al3+。Al3+具有提高玻璃的耐失透性、降低磨耗度的性质。由于这样的性质强，因而Al3+的含有率优选为8. O 30. O %。另外，更优选为15. 0%以上，进ー步优选为18. 0%以上。另外，更优选为25. 0%以下，进ー步优选为22. 0% 以下。可以使用例如Al (PO3)3> AlF3^Al2O3等作为原料而使Al3含于玻璃内。<碱土金属> 本发明的光学玻璃包含碱土金属中的至少ー种。即，对于本发明而言，碱土金属是指Mg2+、Ca2+、Sr2+以及Ba2+，因而本发明的光学玻璃包含选自由Mg2+、Ca2+、Sr2+以及Ba2+组成的组中的至少ー种。另外有时将Mg2+、Ca2+、Sr2+以及Ba2+表示为R2+。另外，R2+的合计含有率是指这4种离子的合计含有率(Mg2++Ca2++Sr2++Ba2+)。R2+的合计含有率优选为30. O 70.0%。这是由于若为这样的范围的含有率，则可获得更稳定的玻璃。R2+的合计含有率更优选为35. 0%以上，进ー步优选为40. 0%以上。另外，更优选为65. 0%以下，进ー步优选为60. 0%以下，再进ー步优选为55. 0%以下。〈Mg2+〉本发明的光学玻璃存在包含Mg2+作为R2+(碱土金属)的ー种的情況。Mg2+具有提高玻璃的耐失透性、降低磨耗度的性质。由于这样的性质强，因而Mg2+的含有率优选为2. O 25. O %。另外，更优选为
3.0%以上，进ー步优选为5. 0%以上。另外，更优选为20. 0%以下，进ー步优选为15. 0%以下。可以使用例如MgO、MgF2等作为原料而使Mg2+含于玻璃内。〈Ca2+〉本发明的光学玻璃存在包含Ca2+作为R2+(碱土金属)的ー种的情況。Ca2+具有提高耐失透性、抑制折射率的降低、降低玻璃的磨耗度的性质。由于这样的性质强，因而Ca2+的含有率优选为5. 0^-30.0 ^另外，更优选为10. 0%以上，进ー步优选为15. 0%以上。另外，更优选为25. 0%以下，进ー步优选为20. 0%以下。 另外，若Ca2+与其它的碱土金属、即选自由Mg2+、Sr2+以及Ba2+组成的组中的至少ー种共同存在于玻璃中，则提高玻璃的耐失透性、抑制折射率的降低、降低磨耗度的性质强，特别是提高玻璃的耐失透性这样的性质强。因此本发明的光学玻璃优选包含Ca2+以及选自由Mg2+、Sr2+以及Ba2+组成的组中的至少ー种。可以使用例如Ca(PO3)2、CaCO3、CaF2等作为原料而使Ca2+含于玻璃内。
另外，为了特别地提高本发明的光学玻璃的耐失透性，相对于全部碱土金属的总量(合计含有率(摩尔％ ))，Ca2+的含有率(摩尔％ )的摩尔比(Ca2+/R2+)的下限优选为
0.001，更优选为O. 005，最优选为O. 01。另外，其上限优选为O. 90，更优选为O. 70，最优选为 O. 50。〈Sr2+〉 本发明的光学玻璃存在包含Sr2+作为R2+(碱土金属)的ー种的情况。Sr2+具有提高玻璃的耐失透性、抑制折射率的降低的性质。由于这样的性质强，因而Sr2+的含有率优选为5. 0^-30.0 ^另外，更优选为10. 0%以上，进ー步优选为12. 0%以上。另外，更优选为25. 0%以下，进ー步优选为20. 0%以下。可以使用例如Sr (N03)2、SrF2等作为原料而使Sr2+含于玻璃内。〈Ba2+〉本发明的光学玻璃存在包含Ba2+作为R2+(碱土金属)的ー种的情况。Ba2+具有在含有规定量时提高玻璃的耐失透性的性质。另外，具有維持低色散性、提高折射率的性质。由于这样的性质强，因而Ba2+的含有率优选为O 20. O %。另外，更优选为15. 0%以下，进ー步优选为10. 0%以下，再进ー步优选为7. 0%以下。另外，优选为O. 05%以上，更优选为O. I %以上，进ー步优选为O. 5%以上，再进ー步优选为I. 0%以上，再进ー步优选为
1.5%以上，再进ー步优选为2. 0%以上，再进ー步优选为2. 5%以上。 可以使用例如Ba (PO3) 2、BaC03、Ba (NO3) 2、BaF2等作为原料而使Ba2+含于玻璃内。〈Zn2+〉本发明的光学玻璃包含Zn2+。Zn2+具有改善磨耗度、提高折射率的性质。由于这样的性质强，因而Zn2+的含有率优选为O. 5% 15.0%。另外，更优选为1.0%以上，进ー步优选为2.0%以上。另外，更优选为12. 0%以下，进ー步优选为10. 0%以下。可以使用例如Zn(PO3)2、ZnO, ZnF2等而使Zn2+含于玻璃内。<Ln3+>在本发明中，Ln3+是指选自由Y3+、La3+、Gd3+、Yb3+以及Lu3+组成的组中的至少ー种。另外，Ln3+的合计含有率是指这5种离子的合计含有率(Y3++La3++Gd3++Yb3++Lu3+)。本发明的光学玻璃优选以10.0%以下的合计含有率含有Ln3+。这是因为，为这样的范围的含有率时，存在玻璃的折射率变高、成为低色散的倾向。另外，优选为9.0%以下，更优选为8.0%以下，进ー步优选为7.0%以下。予以说明，Ln3+由于为任意成分，因而本发明的光学玻璃也可不包含Ln3+。〈Y3+〉本发明的光学玻璃可包含Y3+作为Ln3+的ー种。Y3+具有可維持低色散性、提高折射率、提高耐失透性的性质。但是，由于过量含有时稳定性容易恶化，因而更优选为9. 0%以下，进ー步优选为8. 0%以下，再进ー步优选为7. O %以下。另外，即使不包含Y3+也可获得本发明的玻璃，因此从这样的观点出发也可不包含Y3+。可以使用例如Y203、YF3等作为原料而使Y3+含于玻璃内。〈La3+〉
本发明的光学玻璃可包含La3+作为Ln3+的ー种。La3+具有維持低色散性、提高折射率的性质。由于这样的性质强，因而La3+的含有率更优选为9. O %以下，进ー步优选为8. 0%以下，再进ー步优选为7.0%以下。可以使用例如La203、LaF3等作为原料而使La含于玻璃内。〈Gd3+〉本发明的光学玻璃可包含Gd3+作为Ln3+的ー种。Gd3+具有維持低色散性、提高折射率、进一步提闻耐失透性的性质。由于这样的性质强，因而Gd3+的含有率更优选为9. 0%以下，进ー步优选为8. 0%以下，再进ー步优选为7.0%以下。 可以使用例如Gd203、GdF3等作为原料而使Gd3+含于玻璃内。〈Yb3+〉本发明的光学玻璃可包含Yb3+作为Ln3+的ー种。Yb3+具有維持低色散性、提高折射率、进一步提闻耐失透性的性质。由于这样的性质强，因而Yb3+的含有率更优选为9. 0%以下，进ー步优选为8. 0%以下，再进ー步优选为7.0%以下。可以使用例如Yb2O3等作为原料而使Yb3+含于玻璃内。〈Lu3+〉本发明的光学玻璃可包含Lu3+作为Ln3+的ー种。Lu3+具有維持低色散性、提高折射率、进一步提闻耐失透性的性质。由于这样的性质强，因而Lu3+的含有率更优选为9. O %以下，进ー步优选为8. 0%以下，再进ー步优选为7.0%以下。可以使用例如Lu2O3等作为原料而使Lu3+含于玻璃内。〈Si4+〉本发明的光学玻璃可包含Si4+作为任意成分。Si4+在含有规定量时具有提高玻璃的耐失透性、提高折射率且使磨耗度降低的性质。由于这样的性质强，因而Si4+的含有率优选为10.0%以下，更优选为8.0%以下，进ー步优选为5.0%以下。可以使用例如Si02、K2SiF6. Na2SiF6等作为原料而使Si4+含于玻璃内。〈B3+〉本发明的光学玻璃可包含B3+作为任意成分。B3+在含有规定量时具有提高玻璃的耐失透性、提高折射率且使磨耗度降低、进而使化学耐久性不易恶化的性质。由于这样的性质强，因而B3+的含有率优选为10. 0%以下，更优选为8. 0%以下，进一歩优选为5.0%以下。可以使用例如H3B03、Na2B4O7, BPO4等作为原料而使B3+含于玻璃内。〈Li+〉本发明的光学玻璃可包含Li+作为任意成分。Li+具有維持玻璃形成时的耐失透性且降低玻璃化转变温度(Tg)的性质。由于这样的性质强，因而Li+的含有率优选为20.0%以下，更优选为15.0%以下，进ー步优选为10.0%以下。可以使用例如Li2C03、LiN03、LiF等作为原料而使Li+含于玻璃内。くNa+>本发明的光学玻璃可包含Na+作为任意成分。Na+具有維持玻璃形成时的耐失透性且降低玻璃化转变温度(Tg)的性质。由于这样的性质强，因而Na+的含有率优选为10.0%以下，更优选为8.0%以下，进ー步优选为5.0%以下。可以使用例如Na2C03、NaN03、NaF、Na2SiF6等作为原料而使Na+含于玻璃内。〈K.〉 本发明的光学玻璃可包含K+作为任意成分。K+具有維持玻璃形成时的耐失透性且降低玻璃化转变温度(Tg)的性质。由于这样的性质强，因而K+的含有率优选为10. 0%以下，更优选为8. 0%以下，进一歩优选为5.0%以下。可以使用例如K2C03、KNO3 > KF、KHF2, K2SiF6等作为原料而使K+含于玻璃内。〈Rn+〉本发明的光学玻璃中，Rn+(Rn+为选自由Li+、Na+以及K+组成的组中的至少ー种)的合计含有率优选为20.0%以下，更优选为15.0%以下，进ー步优选为10.0%以下。〈Nb5+〉本发明的光学玻璃可包含Nb5+作为任意成分。Nb5+具有提高玻璃的折射率、提高化学耐久性、进而抑制阿贝数的降低的性质。由于这样的性质强，因而Nb5+的含有率优选为10.0%以下，更优选为8.0%以下，进ー步优选为5.0%以下。可以使用例如Nb2O5等作为原料而使Nb5+含于玻璃内。〈Ti4+〉本发明的光学玻璃可包含Ti4+作为任意成分。Ti4+具有提高玻璃的折射率的性质。由于这样的性质强，因而Ti4+的含有率优选为10.0%以下，更优选为8.0%以下，进ー步优选为5.0%以下。可以使用例如TiO2等作为原料而使Ti4+含于玻璃内。〈Zr4+〉本发明的光学玻璃可包含Zr4+作为任意成分。Zr4+具有提高玻璃的折射率的性质。由于这样的性质强，因而Zr4+的含有率优选为10.0%以下，更优选为8.0%以下，进ー步优选为5.0%以下。可以使用例如Zr02、ZrF4等作为原料而使Zr4+含于玻璃内。〈Ta5+〉本发明的光学玻璃可包含Ta5+作为任意成分。Ta5+具有提高玻璃的折射率的性质。由于这样的性质强，因而Ta5+的含有率优选为10.0%以下，更优选为8.0%以下，进ー步优选为5.0%以下。可以使用例如Ta2O5等作为原料而使Ta5+含于玻璃内。〈W6+〉
本发明的光学玻璃可包含W6+作为任意成分。W6+具有提高玻璃的折射率、降低玻璃化转变温度的性质。由于这样的性质强，因而W6+的含有率优选为10. 0%以下，更优选为8. 0%以下，进一歩优选为5.0%以下。可以使用例如WO3等作为原料而使W6+含于玻璃内。〈Ge4+〉本发明的光学玻璃可包含Ge4+作为任意成分。Ge4+具有提高玻璃的折射率、提高玻璃的耐失透性的性质。由于这样的性质变得显著，因而Ge4+的含有率优选为10. 0%以下，更优选为8. 0%以下，进ー步优选为5.0%以下。 可以使用例如GeO2等作为原料而使Ge4+含于玻璃内。〈Bi3+〉本发明的光学玻璃可包含Bi3+作为任意成分。Bi3+具有提高玻璃的折射率、降低玻璃化转变温度的性质。由于这样的性质强，因而Bi3+的含有率优选为10.0%以下，更优选为8.0%以下，进ー步优选为5.0%以下。可以使用例如Bi2O3等作为原料而使Bi3+含于玻璃内。<Te4+>本发明的光学玻璃可包含Te4+作为任意成分。Te4+具有提高玻璃的折射率、降低玻璃化转变温度、抑制着色的性质。由于这样的性质强，因而Te4+的含有率优选为15. O %以下，更优选为10. 0%以下，进ー步优选为8.0%以下，再进ー步优选为5.0%以下。可以使用例如TeO2等作为原料而使Te4+含于玻璃内。[关于阴离子成分]〈F)本发明的光学玻璃包含F—。F—具有提高玻璃的反常色散性以及阿贝数，进ー步使玻璃难以失透的性质。由于这样的性质强，因而？_的含有率以阴离子％ (摩尔％)表示优选为41. O 80.0%。另外，更优选为45. 0%以上，进ー步优选为50. 0%以上。另外，更优选为75. 0%以下，进ー步优选为70.0%以下。可以使用例如A1F3、MgF2, BaF2等各种阳离子成分的氟化物作为原料而使F—含于玻璃内。〈O2)本发明的光学玻璃包含02_。02_具有抑制玻璃的磨耗度的升高的性质。由于这样的性质强，因而02_的含有率以阴离子％ (摩尔％)表示优选为20. O 60.0%。另外，更优选为25. 0%以上，进ー步优选为30. 0%以上。另外，更优选为55. 0%以下，进ー步优选为50.0%以下。另外，02_的含有率与F—的含有率的合计以阴离子％表示优选为98. 0%以上，更优选为99. 0%以上，进ー步优选为100%。这是因为可获得稳定的玻璃。
可以使用例如A1203、MgO、BaO等各种阳离子成分的氧化物，A1(P03)3> Mg(PO3)2^Ba(PO3)2等各种阳离子成分的磷酸盐等作为原料而使02_含于玻璃内。本发明的光学玻璃中，在不损害本申请发明的玻璃的特性的范围内可根据需要添加其他成分。[关于不应该含有的成分]下面对本发明的光学玻璃中不应该含有的成分以及不优选含有的成分进行说明。即使分别单独或复合地含有少量的除了 Ti、Zr、Nb、W、La、Gd、Y、Yb、Lu以外的V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ag以及Mo等过渡金属的阳离子时，由于具有玻璃着色、在可视区域的特定的波长处产生吸收的性质，因此特别是在使用可视区域的波长的光 学玻璃中优选实质上不包含这些成分。另外，Pb、Th、Cd、Tl、Os、Be以及Se的阳离子近年来存在有作为有害化学物质而控制使用的倾向，不仅在玻璃的制造エ序，以至在加工エ序和产品化后的处理中需要采取环境对策上的措施。因此，在重视环境上的影响的情况下，除了不可避免的混入外，优选实质上不包含这些成分。由此，使得光学玻璃中实质上不包含污染环境的物质。因此，即使不采取特别的环境对策上的措施，也可以制造、加工以及废弃该光学玻璃。另外，Sb虽然作为脱泡剂(defoaming agent)是有用的,但是近年来Sb作为对环境造成不利的成分而具有使其不包含在光学玻璃中的倾向，从这样的观点出发优选不包含Sb。总结以上所述，不出本发明的光学玻璃的优选实施方式。本发明的光学玻璃优选为如下光学玻璃，其中，作为阳离子成分，以阳离子％ (摩尔％)表示， P5+的含有率为20 50 %、Al3+的含有率为8 30 %、Mg2+的含有率为2 25 %、Ca2+的含有率为5 30 %、Sr2+的含有率为5 30 %、Ba2+的含有率为O 20 %、Zn2+的含有率为O. 5 15%，作为阴离子成分，以阴离子％ (摩尔％ )表示，Γ的含有率为41 80%，其折射率(nd)为I. 40 I. 60，阿贝数(vd)为70 90，磨耗度为440以下。[制造方法]本发明的光学玻璃的制造方法没有特别限定。例如可如下地制造将上述原料按照各成分在规定的含有率的范围内的方式进行均匀混合，将制备的混合物投入到石英坩埚或氧化铝坩埚或钼坩埚进行粗熔融(rough melting)后，放入到钼坩埚、钼合金坩埚或铱坩埚中，在900 1200°C的温度范围下熔融2 10小时，搅拌均质化，进行消泡等后，降低至850°C以下的温度，然后进行后加工搅拌除去条纹，浇注到模具中缓慢冷却从而制造。[物性]本发明的光学玻璃的部分色散比(Θ g，F)是特征性的。因此，可以获得高精度地补偿色像差的光学玻璃。部分色散比(Θ g，F)优选为O. 493以上，更优选为O. 494以上，进ー步优选为O. 595以上，再进ー步优选为O. 596以上。予以说明，部分色散比(Θ g，F)是指根据日本光学硝子エ业会标准J0GIS01-2003而测定得到的值。
本发明的光学玻璃的反常色散性(Λ Θ g，F)高。因此容易获得可高精度地补偿色像差的透镜。反常色散性(Λ 0g，F)优选为O. 005以上，更优选为O. 006以上，进ー步优选为O. 007以上，再进ー步优选为O. 008以上。此处，对部分色散比(Θ g，F)以及反常色散性(Λ Θ g，F)进行说明，然后对本发明的光学玻璃的物性上的特征进行更详细的说明。首先，对部分色散比(Θ g，F)进行说明。部分色散比(Θ g,F)为表不在折射率的波长依赖性中某2个波长区域中的折射率差值的比值，用下式(I)表示。Θ g, F = (ng-nF) / (nF-nc)......式⑴此处,ng是g射线(435. 83nm)的折射率,nF是指F射线(486. 13nm)的折射率,nc是指C射线(656. 27nm)的折射率。并且，若在XY图上标绘该部分色散比(0g，F)与阿贝数(vd)的关系时，则通常的光学玻璃的情况是基本落在被称为基准线的直线上。基准线是指在采用部分色散比(0g,F)为纵轴、采用阿贝数(vd)为横轴的XY图上(直角坐标上)，将标绘了 NSL7和PBM2的部分色散比及阿贝数的2个点连接而得到的斜率为正的直线(參照图I)。作为基准线的基准的标准玻璃，虽然因每个光学玻璃厂家而异，但各公司均以几乎相等的斜率和截距进行定义(NSL7和PBM2为株式会社小原制的光学玻璃，其NSL7的阿贝数(vd)为60. 5，部分色散比(Θ g，F)为O. 5436，PBM2的阿贝数(vd)为36. 3，部分色散比(Θ g，F)为O. 5828)。相对于这样的部分色散比(0g，F)，反常色散性(Λ 0g, F)是表示部分色散比(0g，F)与阿贝数(vd)的标绘在纵轴方向上以何种程度偏离基准线。由反常色散性(Δ 0g,F)大的玻璃形成的光学元件具有在蓝色附近的波长范围可以补偿由其他的透镜所产生的色像差的性质。另外，在中低色散区域(阿贝数为55左右以上的区域)中，以往具有阿贝数(vd)越大则反常色散性(Λ Θ g，F)越大的倾向。进而，具有难以使磨耗度为440以下并且使反常色散性維持在高位的倾向。本发明人进行深入研究，成功地开发出相对于阿贝数(vd)的反常色散性(Λ Θ g，F)的值高，且加工性良好的光学玻璃。例如，若为后面实施例所示的优选实施方式的光学玻璃，在磨耗度为400以下且阿贝数(vd)为78 81左右的情况下，可获得部分色散比(Θ g，F)为O. 530以上且反常色散性(Λ Θ g，F)也达到O. 008以上的光学玻璃。本发明的光学玻璃具有高折射率(nd)，并且具有低色散性(高阿贝数)。对于本发明的光学玻璃而言，折射率(nd)优选为I. 40 I. 60。折射率(nd)优选为1.45以上，更优选为1.48以上。另外，优选为1.55以下，更优选为1.52以下。
对于本发明的光学玻璃而言，阿贝数(vd)优选为70 90。阿贝数优选为75以上，更优选为77以上，进ー步优选为78以上。另外，优选为85以下，更优选为82以下。予以说明，折射率(nd)及阿贝数(vd)是指根据日本光学硝子エ业会标准J0GIS01-2003而测定得到的值。本发明的光学玻璃的磨耗度特别低，优选为440以下。因此，可减低光学玻璃不必要的磨耗或损伤，使光学玻璃的研磨加工中的处理变得容易，易于进行研磨加工。磨耗度更优选为430以下，进ー步优选为420以下，再进ー步优选为410以下，再进ー步优选为400以下。另ー方面，磨耗度过低时反而存在研磨加工变难的倾向。因此，磨耗度优选为80 以上，更优选为100以上，进ー步优选为120以上。予以说明，磨耗度是指基于“J0GIS10-1994光学玻璃的磨耗度的測定方法”而测定得到的值。另外，本发明的光学玻璃优选可以在更宽的温度范围获得所希望的成像特性等光学特性。近年来，安装于投影仪、复印机、激光打印机以及广播用机械材料等那样的光学设备的光学元件在更严酷的温度环境下的使用情况在增加。例如在投影仪中，为了应对小型化以及高分辨率化的要求，需要使用高亮度的光源、高精密化的光学系统。尤其是在使用高亮度的光源的情况下，由于光源所发出的热的影响，构成光学系统的光学元件的使用时的温度容易发生较大变动，其温度达到100°c以上的情况也多。此时，若使用高精密化的光学系统，则温度的变动对光学系统的成像特性等的影响变大至无法忽视的程度，因此寻求构成一种不因温度变动而引起光学特性的变动的光学系统。另外，如具有高分辨率的光学设备的光学系统那样，对折射率要求极高精度的光学系统有时也无法忽视使用温度对成像特性等的影响。本发明的光学玻璃优选为可以在更宽的温度范围内获得所希望的成像特性等光学特性的光学玻璃。本发明的光学玻璃的相对折射率的温度系数(dn/dT)优选接近O。具体而言，本发明的光学玻璃的相对折射率(589. 29nm)的温度系数(20 40°C )的下限优选为-6. 0X10_6でΛ更优选为-5. 5X10_6°Cヽ，进ー步优选为-5. O X 1(T6°C '由此，即使在光学元件的温度发生较大变动那样的环境下，折射率的变动也变小，因此可以在更宽的温度范围内高精度地发挥所希望的光学特性。另ー方面，相对折射率的温度系数如果在正的方向过大，则由光学元件的温度变化导致的折射率的变化反而变大。因此，本发明的光学玻璃的相对折射率的温度系数的上限更优选为6. OXlO^6oC Λ更优选为5. 5X 10_6。。ヽ，进ー步优选为5. OX 10_6で-1。本发明的光学玻璃具有的相对折射率的温度系数的绝对值更优选为小，最优选为O。予以说明，相对折射率的温度系数如下表示在与光学玻璃相同的温度的空气中，ー边照射波长589. 29nm的光一边使光学玻璃的温度变化时，平均1°C温度的折射率的变化量(XlO-6oC ’。[预成型坯以及光学元件]本发明的光学玻璃可用于各种光学元件和光学设计，其中特别优选由本发明的光学玻璃形成预成型坯，并对该预成型坯采用研磨加工或精密压制成型等手段，制作透镜、棱镜、镜子等光学元件。由此，在用于照相机、投影仪等那样的使可见光透过光学元件的光学设备时，可实现高精细且高精度的成像特性。此处，预成型坯材的制造方法没有特别限定，可采用例如日本特开平8-319124中记载的玻璃料滴的成型方法、日本特开平8-73229中记载的光学玻璃的制造方法以及制造装置那样地由熔融玻璃直接制造预成型坯材的方法，另夕卜，也可采用对由光学玻璃形成的带料进行研削研磨等冷加工而制造的方法。另外，若为可以在更宽的温度范围内获得所希望的成像特性等光学特性的本发明的光学玻璃，则可获得使用了该光学玻璃的更优选的预成型坯以及光学元件，因而优选。实施例作为本发明的光学玻璃的实施例I 6和比较例I的玻璃的组成(以阳离子％表示或者以阴离子％表示的摩尔％来表示)、折射率(nd)、阿贝数(vd)、部分色散比(Θ g，F)、反常色散性(AQg7F)以及磨耗度示于表I。本发明的实施例I 6和比较例I的光学玻璃，均选择各自相当的氧化物、碳酸盐、硝酸盐、氟化物、偏磷酸化合物等通常的氟磷酸盐玻璃所使用的高纯度原料作为各成分的原料，按照表I所示的各实施例和各比较例I的组成比例进行称量，均匀混合后，投入到钼坩埚中，根据玻璃组成的熔融难易度用电炉在900 1200°C的温度范围熔解2 10小时，搅拌均质化，进行消泡等后，使温度降至850°C以下再浇注到模具中，缓慢冷却后制作玻璃O此处，基于日本光学硝子エ业会标准J0GIS01-2003测定了实施例I 6和比较例I的光学玻璃的折射率(nd)、阿贝数(vd)以及部分色散比(9g，F)。予以说明，作为本测定中使用的玻璃，使用以退火条件设定为缓慢冷却降温速度为-25V Ar的缓慢冷却炉进行处理的玻璃。而且，由测得的阿贝数(vd)中的、位于图I的基准线上的部分色散比(Θ g，F)的值与测得的部分色散比(9g，F)的值之差，求出反常色散性(Λ 0g，F)。另外，磨耗度基于“J0GIS10-1994光学玻璃的磨耗度的測定方法”进行測定。SP，将30 X 30 X IOmm大小的方形玻璃板试样水平放在每分钟旋转60次的铸铁制平面皿(250mmcp )的距中心80mm的固定位置，边垂直地施加9. 8N(lkgf)的荷重、边ー样地供
给5分钟研磨液并使其摩擦，所述研磨液是通过向20mL水中添加IOg的#800 (平均粒径20 μ m)的研磨材料(lap material)(氧化招质A磨料)而得到的。测定研磨前后的试样质量，求出磨耗质量。同样操作，求出日本光学硝子エ业会指定的标准试样的磨耗质量，由下式计算磨耗度
磨耗度={(试样的磨耗质量/比重)/ (标准试样的磨耗质量/比重)} X 100。另外，光学玻璃的相对折射率的温度系数(dn/dT)，通过日本光学硝子エ业会规格J0GIS18-1994 “光学玻璃的折射率的温度系数的測定方法”所记载的方法中的干渉法来测定。表I第I 表
权利要求
1.一种光学玻璃，其中，作为阳离子成分含有P、Al以及Zn，还含有碱土金属中的至少一种，作为阴离子成分含有O和F，其磨耗度为440以下。
2.根据权利要求I所述的光学玻璃，其折射率(nd)为I.40 I. 60，阿贝数(vd)为.70 90。
3.根据权利要求I或2所述的光学玻璃，其中，以阳离子％(摩尔％)表示， P5+的含有率为20 50%、 Al3+的含有率为8 30%、 Mg2+的含有率为2 25%、 Ca2+的含有率为5 30%、 Sr2+的含有率为5 30%、 Ba2+的含有率为0 20%、 Zn2+的含有率为0. 5 15%。
4.根据权利要求I 3中任一项所述的光学玻璃，其中，F—的含有率以阴离子％(摩尔％ )表不为41 80%。
5.一种光学兀件，其由权利要求I 4中任一项所述的光学玻璃形成。
6.一种研磨加工用和/或精密压制成型用的预成型坯，其由权利要求I 4中任一项所述的光学玻璃形成。
7.一种光学元件，其通过将权利要求6所述的预成型坯研磨而成。
8.一种光学元件，其通过将权利要求6所述的预成型坯精密压制而成。
全文摘要
本发明提供光学玻璃、光学元件以及预成型坯，其反常色散性更高，从而可高精度地补偿玻璃透镜的色像差，进而具备高折射率、低色散性(高阿贝数)，此外磨耗度比以往的玻璃低，易于进行研磨加工。一种光学玻璃，其中，作为阳离子成分含有P、Al以及Zn，还含有碱土金属中的至少一种，作为阴离子成分含有O和F，其磨耗度为440以下。
文档编号C03B11/00GK102674689SQ20121007150
公开日2012年9月19日 申请日期2012年3月16日 优先权日2011年3月17日
发明者吉川健 申请人:株式会社小原